EP0695656A2 - Hinterachse für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Hinterachse für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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EP0695656A2
EP0695656A2 EP95109758A EP95109758A EP0695656A2 EP 0695656 A2 EP0695656 A2 EP 0695656A2 EP 95109758 A EP95109758 A EP 95109758A EP 95109758 A EP95109758 A EP 95109758A EP 0695656 A2 EP0695656 A2 EP 0695656A2
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EP
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handlebar
wheel
support strut
link
rear axle
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Einhard Dipl.-Ing. Kleinschmit
Thomas Dipl.-Ing. Huch
Johann Dipl.-Ing. Süss
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler Benz AG
Mercedes Benz AG
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    • B60G2206/10—Constructional features of arms
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    • B60G2206/20—Constructional features of semi-rigid axles, e.g. twist beam type axles

Definitions

  • the invention relates to a rear axle for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • a torsion beam rear axle is known, the two trailing arms are connected to one another via a torsionally soft cross strut.
  • a support strut is provided, which is articulated in the area near the wheel to a support pin formed on the trailing arm and at its other end to the cross strut connecting the two trailing arms.
  • the distance of the end of the support strut near the wheel to the trailing arm longitudinal axis is smaller than the distance of the articulation point on the cross strut to the trailing arm longitudinal axis.
  • a disadvantage of this rear axle is that the support strut must be articulated to the trailing arm and to the cross strut.
  • An articulated connection of the support strut both on the cross strut and on the trailing arm is associated with increased construction, production and assembly costs.
  • the invention is therefore based on the object of creating a rear axle of the type described in the preamble of the main claim, which has a simpler construction and is therefore easier to manufacture and assemble.
  • the handlebar can thus be used as a one-piece component in a cost-effective manner, for example by casting or welding getting produced. Furthermore, a torsionally soft cross strut connecting the two links, to which the support strut must be articulated, can be dispensed with, which further saves installation space.
  • the structure can be suspended, for example, via coil springs supported on the handlebar at a distance from the handlebar bearing.
  • the support strut can be arranged on the side of the handlebar facing the outside of the vehicle, thereby saving further installation space between the two links.
  • the two handlebars of the rear axle can still be connected to each other via a torsionally soft cross strut, whereby due to the fact that the support strut is attached with its two ends to the handlebar itself, an impairment of the wheel guidance during reciprocal deflection and rebound the torsion-soft cross strut attached support strut is excluded.
  • Figure 1 shows a plan view of a trailing arm 1 of a rear axle of a motor vehicle, which extends counter to the forward direction (the forward direction of the vehicle is shown by the arrow 2) and rotatable about an axis 3 running normal (perpendicular) to the longitudinal plane 4 of the vehicle on Vehicle body is articulated (trailing link bearing 5).
  • the forward direction of the vehicle is shown by the arrow 2
  • the axis 3 running normal (perpendicular) to the longitudinal plane 4 of the vehicle on Vehicle body is articulated (trailing link bearing 5).
  • only one trailing arm 1 is shown of the rear axle, specifically the trailing arm arranged to the left of the vehicle longitudinal median plane 4 in the forward direction.
  • the trailing arm 1 is formed on the side facing away from the trailing arm bearing 5 in the direction of the outside of the vehicle 6, a wheel 7 being mounted on its end facing away from the trailing arm bearing 5.
  • a support device 20 is formed on the trailing arm 1 for a suspension spring (helical spring) which is not shown in the drawing for the sake of clarity.
  • the suspension of the vehicle can also be done by means of torsion bars instead of by means of coil springs.
  • the trailing arm 1 is widened in the direction of the outside of the vehicle 6.
  • a support strut 9 is provided, which is rigidly connected to the trailing arm 1 at one end 10 in the curved region near the wheel and at its other end 11 in the region of the widened trailing arm bearing 5.
  • the distance between the support strut 9 and the trailing arm longitudinal axis 12 in the area near the wheel (I) is lower than in the area of the trailing link bearing 5 (II).
  • Trailing arm 1 and support strut 9 form in this embodiment a component which is produced by casting. Another manufacturing process is also conceivable, the support strut 9 with the trailing arm 1 also e.g. can be connected by welding.
  • the support strut in such a way that its distance from the trailing arm longitudinal axis 12 in the area near the wheel is the same as in the area of the link bearing 5 (see support strut 9 'shown in dashed lines in FIG. 1). In this case, no understeering, but a neutral self-steering behavior of the rear axle under the influence of lateral forces is achieved.
  • the invention is not limited to trailing arm rear axles only. It can also be used in the case of torsion-beam rear axles in which the two trailing arms are connected to one another via a cross strut 15 indicated by dashed lines in FIG. 1.
  • the support strut can also be arranged on the side of the trailing arm facing away from the outside of the vehicle.
  • the invention is not limited to pure trailing arm rear axles.
  • the invention can also be used for semi-trailing arms, that is to say for handlebars whose axes of rotation are not exactly normal (perpendicular) to the median longitudinal plane of the vehicle, but rather slightly inclined to it.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Axle Suspensions And Sidecars For Cycles (AREA)

Abstract

Eine Hinterachse für ein Kraftfahrzeug weist einen, um eine quer zur Fahrzeuglängsmittelebene (4) verlaufende Achse (3) drehbar am Fahrzeugaufbau angelenkten, sich entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung (2) erstreckenden Lenker (1) auf, an dessen dem Lenkerlager (5) abgewandten Ende ein Rad (7) gelagert ist. Eine Stützstrebe (9) ist mit ihrem radnahen Ende mit dem radnahen Bereich des Lenkers und mit ihrem rädfernen Ende mit dem Lenkerlagerbereich des Lenkers stärr verbunden, wobei der Abstand des radnahen Endes der Stützstrebe zur Lenkerlängsachse nicht größer ist als der Abstand des radfernen Anbindungspunktes der Stützstrebe zur Lenkerlängsachse. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hinterachse für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Aus der DE-OS 38 28 828 ist eine Verbundlenker-Hinterachse bekannt, deren beiden Längslenker über eine torsionsweiche Querstrebe miteinander verbunden sind. Zu Abstützung von Seitenkräften ist eine Stützstrebe vorgesehen, die jeweils im radnahen Bereich an einem am Längslenker angeformten Tragzapfen und an ihrem anderen Ende an der die beiden Längslenker miteinander verbindenden Querstrebe angelenkt ist. Der Abstand des radnahen Endes der Stützstrebe zur Längslenkerlängsachse ist dabei kleiner ist als der Abstand des Anlenkpunktes an der Querstrebe zu der Langslenkerlängsachse. Nachteilig bei dieser Hinterachse ist, daß die Stützstrebe mit dem Längslenker und mit der Querstrebe gelenkig verbunden sein muß. Eine gelenkige Anbindung der Stützstrebe sowohl an der Querstrebe als auch am Längslenker ist jedoch mit einem erhöhten Bau-, Fertigungs- und Montageaufwand verbunden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hinterachse der im Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenen Art zu schaffen, welche einfacher aufgebaut und damit einfacher zu fertigen und zu montieren ist.
  • Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Hinterachse die die Querkräfte abstützende Strebe an ihren beiden Enden mit dem Lenker starr verbunden ist, sind Gelenke im Verbindungsbereich nicht mehr erforderlich. Der Lenker kann damit auf kostengünstige Weise, z.B. durch Gießen oder Schweißen, als einteiliges Bauteil hergestellt werden. Ferner kann auf eine die beiden Lenker verbindende torsionsweiche Querstrebe, an welcher die Stützstrebe angelenkt sein muß, verzichtet werden, wodurch weiter Bauraum eingespart wird. Die Federung des Aufbaus kann z.B. über am Lenker in einem Abstand zum Lenkerlager abgestützte Schraubenfedern erfolgen. Ist, wie mit Anspruch 2 vorgeschlagen, der lagerseitige Bereich des Lenkers in Richtung Fahrzeugaußenseite verbreitert ausgebildet, kann die Stützstrebe auf der der Fahrzeugaußenseite zugewandten Seite des Lenkers angeordnet werden, wodurch weiterer Bauraum zwischen den beiden Lenkern eingespart wird. Falls erwünscht, können die beiden Lenker der Hinterachse dennoch auch über eine torsionsweiche Querstrebe miteinander verbunden werden, wobei dann aufgrund dessen, daß die Stützstrebe mit ihren beiden Enden am Lenker selbst befestigt ist, eine Beeinträchtigung der Radführung beim wechselseitigen Ein- und Ausfedern durch eine an der torsionsweichen Querstrebe angebundene Stützstrebe ausgeschlossen ist.
  • Ist der Abstand der Stützstrebe zur Lenkerlängsachse im radnahen Bereich gleich groß wie deren Abstand im Bereich der Lenkerlagerung zur Längslenkerlängsachse (Anspruch 3), so ist unter Seitenkrafteinfluß ein neutrales Eigenlenkverhalten gegeben. Ein untersteuerndes Eigenlenkverhalten unter Seitenkrafteinfluß (kurvenäußeres Rad geht in Vorspur) wird dann erreicht, wenn, wie mit Anspruch 4 aufgezeigt, der Abstand der Stützstrebe zur Lenkerlängsachse im radnahen Bereich geringer ist als im Bereich des Lenkerlagers.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Im einzelnen zeigt in Form von Prinzipdarstellungen
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hinterachse in einer ausschnittsweisen Draufsicht und
    Fig. 2
    anhand einer Prinzipskizze das elastokinematische Verhalten des in Figur 1 mit 1 bezeichneten Längslenkers unter Einfluß einer Seitenkraft.
  • Figur 1 zeigt in einer Draufsicht einen als Längslenker 1 ausgebildeten Lenker einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, welcher sich entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung (die Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges ist durch den Pfeil 2 dargestellt) erstreckt und um eine normal (senkrecht) zur Fahrzeuglängsmittelebene 4 verlaufende Achse 3 drehbar am Fahrzeugaufbau angelenkt ist (Längslenkerlager 5). Der Einfachheit halber ist von der Hinterachse nur ein Längslenker 1 und zwar der in Vorwärtsfahrtrichtung links von der Fahrzeuglängsmittelebene 4 angeordnete Längslenker dargestellt. Auf der anderen Seite der Fahrzeuglängsmittelebene 4 liegen spiegelverkehrte Verhältnisse vor. Der Längslenker 1 ist auf der dem Längslenkerlager 5 abgewandten Seite in Richtung Fahrzeugaußenseite 6 gebogen ausgebildet, wobei an seinem dem Längslenkerlager 5 abgewandten Ende ein Rad 7 gelagert ist. In dem gebogenen Bereich 8 ist auf dem Längslenker 1 eine Abstützeinrichtung 20 für eine den Fahrzeugaufbau federnde, in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellte Tragfeder (Schraubenfeder) angeformt. Selbstverständlich kann die Federung des Fahrzeuges anstelle mittels Schraubenfedern auch mittels Drehstäbe erfolgen.
    Im Bereich des Längslenkerlagers 5 ist der Längslenker 1 in Richtung Fahrzeugaußenseite 6 verbreitert ausgebildet. Zur Versteifung des Längslenkers 1 ist eine Stützstrebe 9 vorgesehen, welche mit dem Längslenker 1 starr verbunden ist und zwar an ihrem einen Ende 10 im radnahen, gebogenen Bereich und an ihrem anderen Ende 11 im Bereich des verbreitert ausgebildeten Längslenkerlagers 5. Dabei ist der Abstand zwischen der Stützstrebe 9 und der Längslenkerlängsachse 12 im radnahen Bereich (I) geringer als im Bereich des Längslenkerlagers 5 (II).
  • Wirkt auf die Hinterachse eine Seitenkraft (z.B. bei Kurvenfahrt) in Richtung des Pfeiles 13 (Figur 2), und wird der Längslenker 1 infolge dieser Kraft und infolge seiner Elastizität entsprechend in Richtung Fahrzeuglängsmittelebene (Pfeil 14) verformt, so wirkt die Stützstrebe 9 aufgrund dessen, daß ihr Abstand zur Längslenkerlängsachse 12 im radnahen Bereich geringer ist als im Bereich des Lenkerlagers 5, wie ein Zuganker und zieht gleichzeitig das Rad 7 über den gebogenen Teil 8 des Längslenkers 1 in Vorspur (Pfeil 15), wie dies in der Figur 2 schematisch dargestellt ist (Die gestrichelte Darstellung zeigt die Anordnung unter Seitenkrafteinfluß).
    Die in der Figur 2 dargestellte Verformung des Längslenkers 1 ist der Verdeutlichung wegen stark übertrieben dargestellt. Die unter realen Bedingungen auftretenden Verformungen liegen dagegen im Bereich von nur wenigen Winkelminuten.
  • Längslenker 1 und Stützstrebe 9 bilden in diesem Ausführungsbeispiel ein Bauteil, welches durch Gießen hergestellt ist. Ein anderes Fertigungsverfahren ist ebenso denkbar, wobei die Stützstrebe 9 mit dem Längslenker 1 auch z.B. durch Schweißen verbunden sein kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, die Stützstrebe derart anzuordnen, daß ihr Abstand zur Längslenkerlängsachse 12 im radnahen Bereich gleich groß ist wie im Bereich des Lenkerlagers 5 (s. gestrichelt dargestellte Stützstrebe 9' in Figur 1). In diesem Fall wird kein untersteuerndes, sondern ein neutrales Eigenlenkverhalten der Hinterachse unter Seitenkrafteinfluß erreicht.
  • Die Erfindung ist nicht auf ausschließlich Längslenkerhinterachsen beschränkt. Sie kann ebenso auch bei Verbundlenkerhinterachsen, bei welchen die beiden Längslenker über eine in der Figur 1 gestrichelt angedeutete Querstrebe 15 miteinander verbunden sind, Anwendung finden.
  • Selbstverständlich kann die Stützstrebe auch auf der der Fahrzeugaußenseite abgewandten Seite des Längslenkers angeordnet sein.
  • Ferner ist die Erfindung nicht beschränkt nur auf reine Längslenkerhinterachsen. Auch bei Schräglenkern, also bei Lenkern, deren Drehachsen nicht genau normal (senkrecht) zur Fahrzeuglängsmittelebene, sondern geringfügig geneigt zu dieser verlaufen, kann die Erfindung Anwendung finden.

Claims (5)

  1. Hinterachse für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem, um eine quer zur Fahrzeuglängsmittelebene verlaufende Achse drehbar am Fahrzeugaufbau angelenkten, sich entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung erstreckenden Lenker, an dessen dem Lenkerlager abgewandten Ende ein Rad gelagert ist und mit einer Stützstrebe, welche mit ihrem einen Ende im radnahen Bereich mit dem Lenker verbunden ist, wobei der Abstand des radnahen Endes der Stützstrebe zur Lenkerlängsachse nicht größer ist als der Abstand eines radfernen Anbindungspunktes der Stützstrebe zur Lenkerlängsachse,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das radferne Ende (11) der Stützstrebe (9) im Bereich des Lenkerlagers (5) am Lenker (1) direkt angebunden ist, wobei die beiden Enden (10,11) der Stützstrebe (9) mit dem Lenker (1) starr verbunden sind.
  2. Hinterachse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der lagerseitige Bereich des Lenkers (1) in Richtung Fahrzeugaußenseite (6) verbreitert ausgebildet ist, wobei die Stützstrebe (9) auf der der Fahraußenseite (6) zugewandten Seite des Lenkers (1) angeordnet ist.
  3. Hinterachse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Lenker (1) und die Stützstrebe (9) ein einteiliges, durch z.B. Gießen oder Schweißen hergestelltes Bauteil bilden.
  4. Hinterachse nach einem der Ansprüche 1 bis 3
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Abstand (I) der Stützstrebe (9) zur Lenkerlängsachse (12) im radnahen Bereich gleich dem Abstand (II) der Stützstrebe (9) zur Lenkerlängsachse (12) im radfernen Bereich ist.
  5. Hinterachse nach einem der Ansprüche 1 bis 3
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Abstand (I) der Stützstrebe (9) zur Lenkerlängsachse (12) im radnahen Bereich kleiner ist als der Abstand (II) der Stützstrebe (9) zur Lenkerlängsachse (12) im radfernen Bereich.
EP95109758A 1994-08-05 1995-06-23 Hinterachse für ein Kraftfahrzeug Expired - Lifetime EP0695656B1 (de)

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EP0695656A3 EP0695656A3 (de) 1997-01-02
EP0695656B1 EP0695656B1 (de) 1998-04-15

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DE (2) DE4427716C2 (de)
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